用于个性化癌症治疗的量子计算

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德国癌症研究中心计划使用量子计算来开发单独有效的癌症治疗方法

图片:IBM Q System, Fraunhofer

癌症患者的医疗记录通常包括多达100兆兆字节的异构数据,包括血液和肿瘤值、个人指标、测序和治疗数据等等。由于缺乏适当的处理机制,高效管理如此庞大的数据库是一个挑战。因此,针对每个癌症患者的个性化治疗方法的可能性仍然是纯理论的;他们中的大多数接受标准治疗。

随着量子计算的使用,德国癌症研究中心(DKFZ)现在计划改变这种治疗方法。

“我们想要探索如何在量子计算机的帮助下系统地处理和使用这些异构数据,以便我们能够为那些对免疫疗法反应不佳的患者确定新的、更有针对性的选择。”德国癌症研究中心(DKFZ)转化免疫治疗系主任、德国国家肿瘤疾病中心高级医师Niels Halama博士说。

从模拟器到真正的量子计算机

DKFZ团队最初使用其他可用的系统模拟量子位元进行了一些工作。然而,当涉及到像IBM Q System One这样的真正量子计算机时,就有很大的不同了。根据Halama博士的说法,量子计算机可以让你看到事物的稳定性和复杂性,以及如何避免陷阱。

基于这些优势,研究者希望通过面向应用的方法进一步开发和提出新的思路。其目的不仅是找出哪些算法适合处理相关信息,还包括如何进一步优化误差修正。

数据保护,速度和灵活性

在使用量子计算机时,三个关键的考虑因素是数据保护、速度和灵活性。目前,科学家们正在研究测试数据。但当未来真正的患者数据被使用时,量子计算机上的数据在德国数据保护立法下运行并保留在现场将是非常有利的。

量子计算的计算速度(与传统计算相比)是癌症患者快速决策的关键。由于量子处理器可以并行处理数据,而不是连续处理,它们有潜力在传统计算机所需的一小部分时间内分析大量数据。

健康的合作

夫琅和费能力网络量子计算提供的灵活的月票模型也是一个重要因素。Halama博士说:“作为一个学术机构,它允许我们在需要的时候灵活地使用这个系统,而不必长期投资巨额资金。”“我们的合作使我们能够弥合理论研究和应用研究之间的差距,为患者带来好处。”

Fraunhofer-Gesellschaft研究管理和治理主任Raoul Klingner教授表示:“我们非常高兴DKZF作为合作伙伴。“量子计算在个性化癌症治疗这样复杂而重要的领域的应用,突显了量子计算为医药和众多其他行业提供的潜力。”

人们还期望上述策略将有助于回答诸如哪些信号级联和生物过程在疾病中发挥作用、如何选择这些个体治疗以及使用量子计算机解决哪些其他问题等问题。


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